Los ingenieros de KNITU-KAI han patentado un método para fabricar productos compuestos de paredes gruesas y reforzados volumétricamente con un espacio ajustable en el equipo tecnológico. Primero, se crea un espacio tecnológico entre las superficies de formación para asegurar la penetración del aglutinante a través del espesor del material de refuerzo y la eliminación del aire. Luego, el equipo se cierra, compactando el material del paquete de refuerzo y formando el espesor deseado de la pieza.
La idea es no comprimir el paquete de refuerzo hasta el espesor final durante la impregnación. Los elementos del molde se cierran inicialmente con un espacio tecnológico, a través del cual el aglutinante penetra a través del espesor del material de refuerzo y se elimina el aire de la preforma.
Una vez finalizada la impregnación, el espacio se reduce hasta el cierre completo del equipo: la presión resultante compacta el paquete de fibras y forma el espesor requerido de la pieza.
Para el proceso se prevé el vacío hasta una presión residual de 0,01–0,2 bar, la impregnación por método de transferencia a una presión de 1–20 bar y el posterior curado a 120–250 °C. Después del cierre completo del molde, el equipo con el producto se mantiene a una temperatura establecida de 30 a 500 minutos, luego se enfría a una velocidad de 0,2–10 °C por minuto hasta 20–75 °C.
En uno de los ejemplos citados en la patente, para una pieza de doble curvatura de material de refuerzo tejido tridimensionalmente, se utilizó un espacio de 0,5 mm, vacío hasta 0,1 bar, impregnación a una presión de 1,5 bar y una temperatura de 115 °C, después de lo cual el molde se cerró completamente y se realizó el curado a 160 °C durante 180 minutos.
Otro ejemplo se refiere a un producto de pared gruesa hecho de tela de hilos de carbono. Para este, el espacio inicial fue de 1 mm, la impregnación se realizó a una presión de 2 bar y una temperatura de 130 °C hasta el llenado completo del volumen de la preforma. Luego, después de mantenerlo a 140 °C durante 25 minutos, el molde se cerró completamente y se continuó el curado a 180 °C durante 300 minutos.
La patente afirma que el control del espacio asegura una distribución más uniforme del aglutinante a través del espesor, una reducción de la porosidad y una disminución del tiempo de impregnación.
Para la aviación, el problema tiene una importancia directa: «Pervyy tekhnicheskiy» ya escribió sobre el ala compuesta «negra» del MS-21, para la cual, como para otras estructuras compuestas, son importantes las propiedades del material de refuerzo, el aglutinante y la calidad de la formación del compuesto. Al aumentar el espesor de la pieza compuesta, la tarea se vuelve más compleja: el aglutinante debe llenar el volumen del material de refuerzo sin la formación de inclusiones de aire.
La nueva patente de KAI propone abordar este problema no solo con presión y vacío, sino también con la geometría del propio equipo de formación.
Anteriormente se informó que los diseñadores Vladimir Galaiko y Veronika Oleinikova obtuvieron una patente para un método de fabricación de un larguero compuesto para aviones, en el que la fibra de vidrio se combina con polvo de basalto. La base de la estructura es la fibra de vidrio impregnada con resina epoxi.
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